Conjuntos de poliedros orgánicos y metálicos a base de rodio para fotorreducción selectiva de CO2

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Catálisis
• La fotoquímica

Sus antecedentes:

• La inmovilización de catalizadores moleculares en estructuras extendidas puede reducir su eficiencia.
• Los poliedros metálico-orgánicos (MOP) ofrecen sitios metálicos accesibles dentro de una cavidad definida, lo que los hace prometedores para la catálisis.

Objetivo del estudio:

• Mejorar las propiedades catalíticas de los complejos de rueda de remo de dirhodio dentro de los MOP.
• Investigar el uso de estructuras supramoleculares basadas en MOP para la fotorreducción del dióxido de carbono.

Principales métodos:

• Heterogenización de las ruedas de dirhodio dentro de los MOP.
• Formación de estructuras supramoleculares ensambladas en tres dimensiones.
• Reducción fotoquímica selectiva del dióxido de carbono.
• Espectroscopia de fotoelectrones de rayos X y caracterización electroquímica.
• Análisis de la función de distribución de pares para la integridad estructural.

Principales resultados:

• Los MOP ensamblados mostraron una mayor actividad catalítica por átomo Rh para la reducción de CO2 que los Rh-MOP o Rh-MOF moleculares.
• Se han logrado frecuencias de rotación de hasta 60 h-1 y tasas de producción de ~76 mmol/g/h para el ácido fórmico.
• El aumento de la densidad de electrones en los sitios activos de los polímeros supramoleculares mejoró el rendimiento catalítico.
• Reciclabilidad del catalizador sin pérdida de actividad o cambio estructural.

Conclusiones:

• Las estructuras supramoleculares basadas en MOP son fotocatalizadores heterogéneos altamente eficientes para la reducción de CO2.
• La estrategia de autoensamblaje mejora la actividad catalítica ajustando las propiedades electrónicas.
• Este trabajo abre nuevas vías para el diseño de arquitecturas moleculares para la producción de combustible solar.